DE102013212433A1

DE102013212433A1 - Verfahren zum Nullpunktabgleichen eines Drehmomentsensors aneinem Manipulator

Info

Publication number: DE102013212433A1
Application number: DE102013212433.3A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Tscharnuter; Gernot Nitz
Original assignee: KUKA Roboter GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-12-31
Also published as: WO2014206974A1; EP3014237B1; EP3014237A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nullpunktabgleichen eines Drehmomentsensors (4) an einem Manipulator (1, 1a), der mehrere über Gelenke (3) verbundene Glieder (2) aufweist, wobei wenigstens ein mittels eines Antriebs bewegliches Gelenk (3) ein erstes Glied (9, 2.4) des Manipulators (1, 1a) mit einem zweiten Glied (10, 2.5) des Manipulators (1, 1a) drehbar verbindet und an dieses Gelenk (3) wenigstens ein Drehmomentsensor (4) gekoppelt ist, welcher wenigstens einen drehmomentabhängigen Messwert liefert, aufweisend die folgenden Schritte: – Lagern des ersten Glieds (9, 2.4) und des zweiten Glieds (10, 2.5) in einem örtlich stabilen Zustand; – Antriebslosschalten zumindest des Antriebs desjenigen Gelenks (3), an welches der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist; – Öffnen einer gegebenenfalls vorhandenen, geschlossenen Bremse desjenigen Gelenks (3), an welches der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist; – anschließendes Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors (4), als Referenzwert eines drehmomentlosen Zustands des Gelenks.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nullpunktabgleichen eines Drehmomentsensors an einem Manipulator, der mehrere über Gelenke verbundene Glieder aufweist, wobei wenigstens ein mittels eines Antriebs bewegliches Gelenk ein erstes Glied des Manipulators mit einem zweiten Glied des Manipulators drehbar verbindet und an dieses Gelenk wenigstens ein Drehmomentsensor gekoppelt ist, welcher wenigstens einen drehmomentabhängigen Messwert liefert.
Aus der WO 2009/083111 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen von Momenten an einem Roboter bekannt, der mindestens zwei Gelenke und über jeweils mindestens ein Gelenk relativ zueinander bewegliche Teile aufweist. Darin ist mindestens ein Momente erfassender Sensor an mindestens einem beweglichen Teil beschrieben, wobei Sensorkomponenten des Sensors zur redundanten Erfassung eines Moments ausgebildet sind bzw. für die redundante Erfassung eines Moments mindestens zwei Sensoren vorgesehen sind und ein redundante Auswerteeinrichtung zur redundanten Auswertung vorgesehen ist.
Die DE 10 2006 004 283 A1 beschreibt eine Kalibrierungsvorrichtung zum Kalibrieren von Kraft-Momenten-Sensoren, mit einer mit dem zu kalibrierenden Sensor verbundenen Kalibriermasse und einer mit dem zu kalibrierenden Sensor verbundenen Auswerteeinrichtung zur Aufnahme der vom Sensor beim Kalibrieren erzeugten Signale und zur Durchführung der Kalibrierung, wobei ein Manipulator zum Bewegen des Sensors vorgesehen ist.
Die DE 102 17 019 C1 offenbart einen beispielhaften Kraft-Moment-Sensor.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum Nullpunktabgleichen eines Drehmomentsensors an einem Manipulator zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Nullpunktabgleichen eines Drehmomentsensors an einem Manipulator, der mehrere über Gelenke verbundene Glieder aufweist, wobei wenigstens ein mittels eines Antriebs bewegliches Gelenk ein erstes Glied des Manipulators mit einem zweiten Glied des Manipulators drehbar verbindet und an dieses Gelenk wenigstens ein Drehmomentsensor gekoppelt ist, welcher wenigstens einen drehmomentabhängigen Messwert liefert, aufweisend die folgenden Schritte:

– Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand;
– Antriebslosschalten zumindest des Antriebs desjenigen Gelenks, an welches der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist;
– Öffnen einer gegebenenfalls vorhandenen, geschlossenen Bremse desjenigen Gelenks, an welches der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist;
– anschließendes Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors, als Referenzwert eines drehmomentlosen Zustands des Gelenks.

Unter Nullpunktabgleichen kann generell ein Verfahren verstanden werden, bei dem derjenige durch einen Drehmomentsensor gelieferte, drehmomentabhängige Messwert bestimmt wird, den der Drehmomentsensor liefert, wenn kein Moment auf den Drehmomentsensor einwirkt.
Prinzipiell kann ein beispielhafter Drehmomentsensor einen ersten Flanschabschnitt aufweisen, in den ein Drehmoment eingeleitet wird, einen zweiten Flanschabschnitt aufweisen, aus dem das Drehmoment abgeleitet wird und wenigstens einen den ersten Flanschabschnitt mit dem zweiten Flanschabschnitt verbindenden Stegabschnitt aufweisen, der derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass das durch den Drehmomentsensor durchgeleitete Drehmoment eine Verformung, insbesondere Biegeverformung des Stegabschnitts bewirkt. Mit dem Stegabschnitt ist wenigstens ein Dehnungsmessstreifen (DMS) derart starr verbunden, dass eine Biegung des Stegabschnitts eine Verformung des Dehnungsmessstreifens verursacht, wodurch sich ein elektrischer Widerstand eines Drahtabschnitts des Dehnungsmessstreifens proportional, insbesondere linear proportional zur Dehnung des Stegabschnitts verändert. Üblicherweise werden bis zu vier Dehnmessstreifen in einer so genannten Wheatstoneschen Brücke an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen, so dass an einem solchen Drehmomentsensor eine elektrische Spannung angegriffen werden kann, die proportional, insbesondere linear proportional zur Dehnung des Stegabschnitts ist. Gegebenenfalls kann der Drehmomentsensor eine dem Fachmann an sich bekannte Auswerteinrichtung aufweisen bzw. mit einer solchen Auswerteinrichtung verbunden sein, welche die abgegriffene elektrische Spannung digitalisiert und den Messwert in Form eines inkrementalen Zahlenwertes liefert. Im Falle eines solchen Drehmomentsensors ist beim Nullpunktabgleichen derjenige inkrementale Zahlenwert als Messwert zu bestimmen, welcher von der Auswerteinrichtung geliefert wird, wenn an dem Drehmomentsensor kein Drehmoment ansteht, d.h. ein Drehmoment der Größe Null ansteht.
Im Allgemeinen werden Drehmomentsensoren, welche beispielsweise eine Auswerteinrichtung wie beschrieben aufweisen, werksseitig beim Hersteller des Drehmomentsensors in einem drehmomentlosen Zustand auf einen inkrementalen Wert Null vorjustiert. Nachdem ein solcher Drehmomentsensor jedoch an einem Gelenk eines Manipulators montiert ist, kann sich aufgrund der Einbausituation, der Befestigung des Drehmomentsensors oder anderer Effekte eine immanente Spannung einstellen, welche einen von Null abweichenden inkrementalen Wert liefert, obwohl das Gelenk, an welchem der Drehmomentsensor montiert ist, tatsächlich drehmomentenlos ist. In einem solchen Fall wird steuerungstechnisch dieser abweichende inkrementale Wert als so genannter Offset-Wert in der Steuerung des den Manipulator umfassenden Roboters, insbesondere Industrieroboters, gespeichert und in allen folgenden Messungen vom tatsächlich gemessenen Wert des Drehmomentsensors subtrahiert.
Vor einer Auslieferung eines neu hergestellten Manipulators, insbesondere Roboters oder Industrieroboters, müssen folglich alle vorhandenen Drehmomentsensoren erstmalig referenziert werden, d.h. ein Nullpunktabgleich durchgeführt werden. Auch nach einer gewissen Betriebsdauer, einer Reparatur oder einer Umkonfiguration des Manipulators ist ein erneuter Nullpunktabgleich durchzuführen.
Durch ein erfindungsgemäßes Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand; einem Antriebslosschalten zumindest des Antriebs desjenigen Gelenks, an welches der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist; und ein Öffnen einer gegebenenfalls vorhandenen, geschlossenen Bremse desjenigen Gelenks, an welches der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist, wird vor einem Aufnehmen des Messwertes von dem Momentsensor sichergestellt, dass das betreffende Gelenk tatsächlich vollständig momentenfrei ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann gegebenenfalls die Genauigkeit der Nullpunktbestimmung des Momentsensors erhöht bzw. verbessert werden. Die Reproduzierbarkeit der Momentfreistellung am betreffenden Gelenk kann verbessert werden, insbesondere da Störeinflüsse, wie beispielsweise die Abhängigkeit der Messgenauigkeit von der Anfahrrichtung im Gelenk vermindert oder sogar ganz beseitigt werden. Eine bereits am Handflansch des Manipulatorarms montierte Last kann daran auch während der Messung bzw. während des Nullpunktabgleichs verbleiben. Zum Nullpunktabgleichen bzw. zur Messung im momentfreien Zustand des Gelenks kann eine Referenzpose des Manipulatorarms freier gewählt werden, als es mit den bekannten Methoden möglich ist.
Üblicherweise sind die Gelenke eines Manipulators, insbesondere eines Industrieroboters aus Sicherheitsgründen stets mit einer jeweiligen Gelenksbremse versehen, so dass es bei Vorhandensein von Bremsen an den Gelenken des Manipulators stets erforderlich sein wird, diese Bremsen zu lösen, bevor ein Aufnehmen des Messwertes von dem Momentsensor erfolgen kann. Ist jedoch in besonderen Fällen ein Gelenk oder sind mehrere Gelenke ohne Bremsen ausgebildet, so entfällt der Verfahrenschritt des Öffnens einer gegebenenfalls vorhandenen, geschlossenen Bremse zumindest desjenigen Gelenks, an welches der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist. Selbstredend kann dieser Verfahrensschritt bei einem Bremsen aufweisenden Manipulator auch dann entfallen, wenn die betroffene Bremse aus anderen Gründen bereits geöffnet ist.
Unter Lagern eines ersten und zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand kann im Rahmen der Erfindung verstanden werden, dass zumindest diese beiden Glieder eine Lagerung erfahren, d.h. derart abgestützt sind, dass ein zwischen diesen Gliedern angeordnetes Gelenk eine momentenfreie Stellung einnimmt. Dies muss nicht zwingend bedeuten, dass sowohl das erste Glied, als auch das zweite Glied jeweils separat und direkt ortsfest starr befestigt ist. Vielmehr kann beispielsweise das eine Glied über das Gelenk hinweg von dem anderen Gelenk herunterhängen, oder es können sich die beiden Glieder auch gegeneinander abstützen, oder durch separate Haltevorrichtung direkt oder indirekt abgestützt sein.
Unter Antriebslosschalten kann im Rahmen der Erfindung verstanden werden, dass zumindest derjenige Antrieb, der ausgebildet ist, dasjenige Gelenk, welchem der abzugleichende Momentsensor zugeordnet ist, in einem programmgesteuerten Betrieb des Manipulators automatisch zu bewegen, abgeschaltet ist, strom- bzw. spannungslos geschaltet ist und/oder derart geregelt wird, dass kein Drehmoment von dem Antrieb in das Gelenk eingeleitet wird.
Ein Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors kann im Rahmen der Erfindung ein manuelles oder automatisches, insbesondere programmgesteuertes Messen, insbesondere elektrisches Messen an dem Momentsensor sein. Ein solches Aufnehmen kann ein Anzeigen des Messwertes, ein Speichern des Messwertes und/oder ein Umwandeln des gemessenen Messwertes in eine andere physikalische Größe und/oder einen anderen Wert umfassen. All dies kann in einer dem Momentsensors zugeordneten, insbesondere in einer zusammen mit dem Momentsensor als Baueinheit oder Baugruppe integriert ausgebildeten Auswertelektronik erfolgen und/oder getrennt vom Momentsensor in einer separaten Steuerung, insbesondere in einer den Manipulator steuernden Robotersteuerung.
In einer Ausführung der Erfindung kann außer dem ersten Glied und dem zweiten Glied mindestens auch ein weiteres Glied, insbesondere alle Glieder des Manipulators in einem örtlich stabilen Zustand gelagert werden und ein Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes kann dabei an jedem zwischen zwei örtlich stabil gelagerten Glieder angeordneten Gelenk separat erfolgen, an welchen Gelenken ein jeweils abzugleichender Momentsensor einzeln, insbesondere unabhängig angekoppelt ist.
So kann ein Manipulator, insbesondere ein Industrieroboter, beispielsweise sechs oder sieben motorisch antreibbare Gelenke aufweisen, wobei insbesondere jedem Gelenk ein eigener Momentsensor zugeordnet ist. Der Manipulator kann als ein Knickarmroboter konfiguriert sein, d.h. diese beispielsweise sechs oder sieben motorisch antreibbaren Gelenke können in einer kinematischen Kette seriell hintereinander angeordnet sein. Mit anderen Worten wechseln sich Glieder und Gelenke eines solchen Manipulatorarms in einer abwechselnden Reihenfolge ab. In einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsvariante werden sämtliche Glieder des Manipulators, d.h. der gesamte Manipulatorarm in einem örtlich stabilen Zustand gelagert. Ein Anfangsglied einer solchen kinematischen Kette kann beispielsweise ein Grundgestell oder ein Basisglied des Manipulatorarms sein, mit welchem der Manipulatorarm beispielsweise auf einem Boden einer Werkshalle, auf einem Arbeitstisch, einer Raumseitenwand, einer Decke oder einem Portalgestell befestigt ist. Alle weiteren Glieder werden dann beispielsweise durch ablegen, aufhängen oder hängen lassen in einem örtlich stabilen Zustand gelagert. Ein Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes kann insbesondere an jedem Momentsensor separat, d.h. einzeln erfolgen.
Generell kann ein erfindungsgemäßes Verfahren in allen Varianten auch an zwei oder mehreren Momentsensoren erfolgen, die demselben Gelenk zugeordnet sind. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Momente an dem jeweiligen Gelenk in sicherer Technik, d.h. redundant und/oder diversitär zu bestimmen sind, wobei zwei oder mehrere, baugleiche oder verschiedenartige Momentsensoren an dasselbe Gelenk angekoppelt sind.
In einer weiterführenden Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach einem Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand und vor einem Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors, als Referenzwert eines drehmomentlosen Zustands des Gelenks, ein gesteuertes Bewegen, insbesondere mehrfaches Reversieren zumindest desjenigen Antriebs erfolgen, der dasjenige Gelenk antreibt, an dem der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist.
In der Grundausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann unmittelbar nachdem die benötigten Glieder des Manipulators örtlich stabil gelagert sind und nachdem die Antriebe antriebslos geschaltet sind und gegebenenfalls vorhandene Bremsen gelöst sind ein Aufnehmen des Messwertes an dem Momentsensor erfolgen.
Aufgrund von beispielsweise Reibung in den Gelenkslagerungen des Manipulators, dieser und weiterer bauartbedingter Einflüsse in den Antrieben, Motoren, Getrieben und/oder Bremsen kann dennoch vor dem Aufnehmen des Messwertes an dem Momentsensor ein unerwünschtes Restmoment anstehen. Zur Reduzierung oder sogar vollständigen Beseitigung solcher oder anderer Restmomente wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein gesteuertes Bewegen, insbesondere mehrfaches Reversieren zumindest desjenigen Antriebs durchzuführen, der dasjenige Gelenk antreibt, an dem der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist, bevor ein Aufnehmen des Messwertes an dem Momentsensor erfolgt. Durch ein gesteuertes, insbesondere geringfügiges Bewegen des zugeordneten Antriebs kann also ein weitgehend, insbesondere vollständig momentenfreier Zustand des Gelenks unter realen Bedingungen erreicht werden. Es ist ausreichend und erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass der betroffene Antrieb derart angesteuert bewegt wird, dass die Motorwelle des Antriebs sich lediglich um 1 bis 5 Winkelgrad, insbesondere ca. 3 Winkelgrad bewegt wird. Eine solche Bewegung kann reversierend erfolgen, d.h. die Motorwelle wird vor und zurück bewegt. Dies kann bedeuten, dass der betroffene Antrieb derart angesteuert bewegt wird, dass sich die Motorwelle beispielsweise um plus 3 Winkelgrad und minus 3 Winkelgrad hin und her bewegt.
In einer konkreten Ausführung kann das Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgen, dass in einer kinematischen Kette mehrerer abwechselnder Glieder und Gelenke des Manipulators, zumindest das am Beginn der kinematischen Kette angeordnete Glied ortsfest befestigt ist oder zumindest das bzw. mehrere demjenigen Gelenk, an dem der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist, in der kinematischen Kette vorgelagerte Glieder ortsfest befestigt sind und wenigstens das demjenigen Gelenk, an dem der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist, in der kinematischen Kette unmittelbar nachgelagerte Glied eine allein durch die Schwerkraft bestimmte hängende Position und/oder Lage einnimmt oder mehrere nachgelagerte Glieder allein durch die Schwerkraft bestimmte hängende Positionen und/oder Lagen einnehmen.
In dieser Ausführung kann anders ausgedrückt das Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgen, dass die Glieder des Manipulators bzw. eine Anzahl von Gliedern des Manipulators runterhängen gelassen werden, also die Gelenke sich allein durch die Schwerkraft verursacht auf eine jeweilige Gelenkwinkellage lose einstellen bzw. einpendeln. In einem einfachsten Fall kann das erste Glied, welches demjenigen Gelenk, an dem der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist, in der kinematischen Kette unmittelbar vorgelagert ist, fest eingespannt sein und das zweite Glied, welches demjenigen Gelenk, an dem der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist, in der kinematischen Kette unmittelbar nachgelagerte ist, hängengelassen werden. Die in der kinematischen Kette auf das zweite Glied folgenden nachgelagerten Glieder können entweder festgestellt sein, also beispielsweise durch eine eingefallene Bremse arretiert sein, oder auch durchhängen gelassen werden. Ein Arretieren oder Durchhängenlassen kann einzelne ausgewählte Glieder betreffen, oder alle folgenden nachgelagerten Glieder betreffen.
In einer alternativen oder ergänzenden konkreten Ausführung kann das Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgen, dass dasjenige Gelenk, an dem der abzugleichende Momentsensor angekoppelt ist, durch eine das Gelenk überbrückende, starre Haltevorrichtung drehmomentenfrei gestellt ist. In dieser Ausführung werden zumindest das erste Glied und das zweite Glied, und gegebenenfalls weitere oder alle Glieder an der Haltevorrichtung befestigt, so dass die jeweils dazwischen liegenden Gelenke von außen arretiert sind und eventuell auftretende Momente allein über die Haltevorrichtung abgeleitet werden und nicht über das Gelenk.
So kann das Gelenk in einer ersten Variante dadurch drehmomentenfrei gestellt sein, dass die Haltevorrichtung das erste Glied mit dem zweiten Glied starr verbindet. Die Haltevorrichtung ist insoweit ausgebildet, allein das einzige Gelenk, an dem der Momentsensor abgeglichen werden soll, drehmomentenfrei zu stellen und die weiteren Gelenke unbeachtet bleiben. Dabei kann die Haltevorrichtung eine erste Befestigungseinrichtung aufweisen, welche das erste Glied starr mit der Haltevorrichtung verbindet und eine zweite Befestigungseinrichtung aufweisen, welche das zweite Glied starr mit der Haltevorrichtung verbindet. Die Befestigungseinrichtungen können beispielsweise als die Glieder umgreifende und einklemmende Spannschellen ausgebildet sein. Alternativ können die Befestigungseinrichtungen auch Schraubverbindungen sein, welche direkt an die Glieder angeschraubt werden.
In einer zweiten Variante kann das Gelenk dadurch drehmomentenfrei gestellt sein, dass die Haltevorrichtung das am Beginn der kinematischen Kette von abwechselnden Gliedern und Gelenken angeordnete Glied mit dem am Ende der kinematischen Kette angeordnete Glied starr verbindet.
Bei der kinematischen Kette kann es sich generell in allen Ausführungen der Erfindung um eine kinematische Teilkette handeln, d.h. das am Beginn der kinematischen Kette angeordnete Glied muss nicht notwendiger Weise das allererste Glied des Manipulators sein, muss beispielsweise also nicht notwendiger Weise das Grundgestell oder ein Basisglied des Manipulatorsarms sein, sondern kann ein anderes, dem ersten Glied in der kinematischen Kette noch vorgelagertes Glied sein. In gleicher Weise muss das am Ende der kinematischen Kette angeordnete Glied nicht notwendiger Weise das allerletzte Glied des Manipulators sein, muss beispielsweise also nicht der Handflansch des Manipulatorsarms sein, sondern kann ein anderes, dem zweiten Glied in der kinematischen Kette nachgelagertes Glied oder eine am Handflansch befestigte Last sein. Die Haltevorrichtung kann also statt nur eines einzigen Gelenks und statt sämtlicher Gelenke des gesamten Manipulators auch nur eine reduzierte Anzahl von Gelenken überbrücken bzw. drehmomentfrei stellen.
Ergänzend kann die Haltevorrichtung ausgebildet sein, wenigstens ein weiteres in der kinematischen Kette angeordnetes Glied starr verbunden zu halten. Hier wird also zusätzlich ein drittes Glied oder werden mehrere weitere oder sogar alle Glieder des Manipulators starr mit der Haltevorrichtung verbunden, indem jedes Glied mittels einer eigenen Befestigungseinrichtung an der Haltevorrichtung starr befestigt ist.
In einer dritten Variante kann das Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgen, dass wenigstens das erste Glied und das zweite Glied auf einer Plattform abgelegt werden. Die Plattform kann generell eine starre Auflagefläche sein, auf welcher zumindest das erste Glied und das zweite Glied des Manipulatorarms abgelegt werden kann. Die Plattform kann jedoch auch zur Ablage von mehreren Gliedern oder allen Gliedern des Manipulatorarms ausgebildet sein. In einem beispielhaften Falle kann die Plattform ein einfacher Tisch sein, auf den die Glieder und Gelenke des Manipulatorarms abgelegt werden. die Plattform kann eine einzige Ebene aufweisen oder mehrere, stufenartige Ebenen aufweisen, die je nach konstruktiver Gestalt des Manipulatorarms unterschiedlich angeordnet sein können.
Ergänzend kann die Plattform wenigstens eine elastische Auflage aufweisen, auf welcher zumindest das erste Glied und/oder das zweite Glied abgelegt wird. Die elastische Auflage kann stellenweise oder ganzflächig auf einer Oberseite der Plattform aufgebracht sein. Die elastische Auflage kann beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere Elastomer und/oder geschäumtem Material hergestellt sein. Die elastische Auflage oder die mehreren elastischen Auflagen können in ihren Außenformen an die Gestalt der Glieder des Manipulatorarms angepasst sein.
In einer vierten Variante kann das Lagern des ersten Glieds und des zweiten Glieds in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgen, dass wenigstens das erste Glied und das zweite Glied durch wenigstens ein Zugmittel aufgehängt gelagert sind. Das Zugmittel kann ein oder mehrere Seile, Drähte, Litzen, Ketten und/oder ein oder mehrere Stangen umfassen, welche beispielsweise an einer Raumdecke befestigt sind und von dort herunterhängen. All diese genannten Zugmittel können auch in beliebigen Kombinationen zur Anwendung kommen. Je nach Zugmittel kann dieses unmittelbar an einem Glied des Manipulatorarms befestigt sein. Alternativ kann das Zugmittel gegebenenfalls um das Glied geschlungen sein, oder am freien Ende des Zugmittels eine Schlaufe befestigt sein, in welche das Glied eingehängt wird. Dabei kann das Glied vollständig in die Schlaufe eingeführt werden, oder einen Haken aufweisen, welcher in die Schlaufe eingehängt wird und das Glied dadurch aufgehängt trägt.
Alle beschriebenen Varianten für das Lagern von Gliedern in einem örtlich stabilen Zustand können einzeln oder in Kombination, d.h. abwechselnd an verschiedenen Gelenken bzw. Gliedern desselben Manipulatorarms vorgesehen sein. So können beispielsweise die Glieder von ein bis drei Grundgelenken auf einer Plattform abgelegt sein und die weiteren Handgelenke des Manipulatorarms locker von der Plattform herunterhängen. Oder in einem anderen Beispiel können die ein bis drei Grundgelenke durch eine Haltevorrichtung starr befestigt sein und die weiteren Handgelenke an Zugmitteln aufgehängt gelagert sein. Entsprechend können auch andere Kombinationen in diesem Sinne erfindungsgemäß vorgesehen sein.
Mehrere beispielhafte, konkrete Anwendungsbeispiele der verschiedenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Nullpunktabgleichen eines Drehmomentsensors an einem Manipulator sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können unabgängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in Kombination betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Manipulatorarms und einer Robotersteuerung;
2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Momentsensors;
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Manipulatorarms in einem durch Hängen erreichten örtlich stabilen Zustand;
4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Manipulatorarms mit einer lediglich ein erstes Glied mit einem zweiten Glied verbindenden Haltevorrichtung zum Erreichen eines örtlich stabilen Zustands des dazwischen liegenden Gelenks;
5 eine schematische Darstellung des Manipulatorarms gemäß 4 mit einer ein Anfangsglied mit einem Endglied, bzw. der Last des Manipulatorarms verbindenden Haltevorrichtung;
6 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Manipulatorarms mit einer ein Anfangsglied mit einem Endglied, bzw. der Last des Manipulatorarms verbindenden Haltevorrichtung gemäß 5 und einer Befestigungseinrichtung zum starren Verbinden eines weiteren Glieds mit der Haltevorrichtung;
7 eine schematische Darstellung des Manipulatorarms gemäß 6 mit einer Plattform, auf welcher Glieder und die Last des Manipulatorarms zum Erreichen eines örtlich stabilen Zustands abgelegt sind; und
8 eine schematische Darstellung des Manipulatorarms gemäß 6 mit einem Stützportal und davon herunterhängenden Seilschlaufen, in welche Glieder und die Last des Manipulatorarms zum Erreichen eines örtlich stabilen Zustands eingehängt sind.
In der 1 ist ein kraft-/momentengeregelter Manipulator 1 in Bauart eines Manipulatorarmes dargestellt. Beispielhaft handelt es sich bei dem dargestellten Manipulator 1 um einen so genannten Leichtbauroboter des Typs KUKA LBR III. Der Manipulator 1 weist eine kinematische Kette von abwechselnden Gliedern 2 und Gelenken 3 auf. Das allererste Glied 2.1 bildet einen Standfuß, der auch als Gestell bezeichnet werden kann. Das allerletzte Glied 2.8 der kinematischen Kette bildet ein freies bewegliches Ende des Manipulators 1 und kann auch als Flansch bezeichnet werden. An einem solchen Flansch können Lasten, wie beispielsweise Greifer oder sonstige Werkzeuge befestigt sein. Der Manipulator 1, bzw. die Antriebe des Manipulators 1 und (in 1 nicht näher dargestellte) Momentsensoren 4 (2) sind mit einer Robotersteuerung 5 steuerungstechnisch verbunden. Die Robotersteuerung 5 ist eingerichtet, die Gelenke des Manipulators 1 automatisch, insbesondere auf Grundlage eines Roboterprogramms gesteuert zu bewegen.
Der in 2 schematisch gezeigte Drehmomentsensor 4 kann prinzipiell einen ersten Flanschabschnitt 24 aufweisen, in den ein Drehmoment eingeleitet wird, und einen zweiten Flanschabschnitt 25 aufweisen, aus dem das Drehmoment abgeleitet wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Drehmomentsensor 4 vier Paare von den ersten Flanschabschnitt 24 mit dem zweiten Flanschabschnitt 25 verbindenden Stegabschnitten 26 auf, die derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass das durch den Drehmomentsensor 4 durchgeleitete Drehmoment eine Verformung, insbesondere Biegeverformung der Stegabschnitte 26 bewirkt. Mit jedem Stegabschnitt 26 ist wenigstens ein Dehnungsmessstreifen 27 derart starr verbunden, dass eine Biegung des jeweiligen Stegabschnitts 26 eine Verformung des Dehnungsmessstreifens 27 verursacht, wodurch sich ein elektrischer Widerstand eines Drahtabschnitts des Dehnungsmessstreifens 27 proportional, insbesondere linear proportional zur Dehnung des zugeordneten Stegabschnitts 26 verändert.
Die 3 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Manipulatorarms 1a in einer Deckenmontage. Der Manipulatorarms 1a umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke 3 verbundene Glieder 2. Bei den Gliedern 2 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel insbesondere um ein Gestell 6 und ein relativ zum Gestell 6 um eine vertikal verlaufende Achse A1 drehbar gelagertes Karussell 7. Weitere Glieder 2 des Manipulatorarms 1a sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Schwinge 8 und 9, ein Armausleger 10. Die Schwinge 8 und 9 ist an einem Ende an dem Karussell 7 um eine vorzugsweise horizontale Drehachse A2 schwenkbar gelagert. Am anderen Ende der Schwinge 8 und 9 ist an einer Achse A4 der Armausleger 10 schwenkbar gelagert. Dieser trägt eine Roboterhand mit ihren vorzugsweise drei weiteren Drehachsen A4, A5, A6. Am freien, d.h. in 3 am unteren Ende des Manipulatorarms 1a ist als letztes Glied ein Handflansch 12 um die Achse A6 drehbar gelagert. An dem Handflansch 12 ist eine Last 13 befestigt.
Das Lagern eines ersten beispielhaften Glieds 9, 2.4 und eines zweiten beispielhaften Glieds 10, 2.5 in einem örtlich stabilen Zustand erfolgt dadurch, dass in der kinematischen Kette der mehreren abwechselnd angeordneten Glieder 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 und Gelenke 3 (Achsen A1 bis A6) des Manipulators 1a, zumindest das am Beginn der kinematischen Kette angeordnete Glied 6, 2.1 ortsfest, im Falle der 3 an einer Decke 14 befestigt ist und wenigstens das Gelenk 3, an dem der abzugleichende Momentsensor 4 (2) angekoppelt ist, in der kinematischen Kette unmittelbar nachgelagerte beispielhafte Glied 10, 2.5 eine allein durch die Schwerkraft bestimmte hängende Position und Lage einnimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 3 nehmen außerdem zumindest die Glieder 8, 2.2 und 11, 2.6 eine durch die Schwerkraft bestimmte hängende Positionen und Lage ein.
Dabei wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Nullpunktabgleichen des Drehmomentsensors 4 an dem Gelenk 3 der Achse A4 durchgeführt, welches mittels eines Antriebs beweglich ist und das erste Glied 9, 2.4 des Manipulators 1a mit dem zweiten Glied 10, 2.5 des Manipulators 1a drehbar verbindet. Nach einem Lagern des ersten Glieds 9, 2.4 und des zweiten Glieds 10, 2.5 in einem örtlich stabilen Zustand dadurch, dass das zumindest unmittelbar nachgelagerte beispielhafte Glied 10, 2.5 eine allein durch die Schwerkraft bestimmte hängende Position und Lage einnimmt, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel der 3 außerdem zumindest die Glieder 8, 2.2 und 11, 2.6 eine durch die Schwerkraft bestimmte hängende Position und Lage einnehmen, erfolgt ein Antriebslosschalten zumindest des Antriebs desjenigen Gelenks 3 (Achse A4), an welches der abzugleichende Momentsensor 4 angekoppelt ist. Außerdem erfolgt ein Öffnen einer gegebenenfalls vorhandenen, geschlossenen Bremse des Gelenks 3 (Achse A4), an welches der abzugleichende Momentsensor 4 angekoppelt ist und anschließend erfolgt ein Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors 4, als Referenzwert eines drehmomentlosen Zustands des Gelenks 3 (Achse A4).
Nach einem Lagern des ersten Glieds 9, 2.4 und des zweiten Glieds 10, 2.5 in einem örtlich stabilen hängenden Zustand, wie in 3 gezeigt, und vor einem Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors 4, als Referenzwert eines drehmomentlosen Zustands des Gelenks 3 (Achse A4), erfolgt außerdem ein gesteuertes Bewegen, insbesondere mehrfaches Reversieren zumindest desjenigen Antriebs, der dasjenige Gelenk 3 (Achse A4) antreibt, an dem der abzugleichende Momentsensor 4 angekoppelt ist.
In dieser Ausführung der 3 kann anders ausgedrückt das Lagern des ersten Glieds 9, 2.4 und des zweiten Glieds 10, 2.5 in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgen, dass die Glieder 7, 2.2, 8, 2.3, 9, 2.4, 10, 2.5 und 11, 2.6 des Manipulators 1a runterhängen gelassen werden, also die Gelenke 3 sich allein durch die Schwerkraft verursacht auf eine jeweilige Gelenkwinkellage, wie in 3 gezeigt, lose einstellen bzw. einpendeln. In einem einfachsten Fall kann lediglich das erste Glied 9, 2.4, welches demjenigen Gelenk 3 (Achse A4), an dem der abzugleichende Momentsensor 4 angekoppelt ist, in der kinematischen Kette unmittelbar vorgelagert ist, fest eingespannt sein und das zweite Glied 10, 2.5, welches demjenigen Gelenk 3, an dem der abzugleichende Momentsensor 4 angekoppelt ist, in der kinematischen Kette unmittelbar nachgelagert ist, hängengelassen wird. Die in der kinematischen Kette auf das zweite Glied 10, 2.5 folgenden nachgelagerten Glieder 11, 2.6 und 12, 2.7 können entweder festgestellt sein, also beispielsweise durch eine eingefallene Bremse arretiert sein, oder auch durchhängen gelassen werden.
In der Ausführung gemäß 4 erfolgt das Lagern des dortigen ersten Glieds 8, 2.3 und des dortigen zweiten Glieds 9, 2.4 in einem örtlich stabilen Zustand dadurch, dass dasjenige Gelenk 3, an dem der abzugleichende Momentsensor 4 angekoppelt ist, durch eine das Gelenk 3 überbrückende, starre Haltevorrichtung 15 drehmomentenfrei gestellt ist. Dabei verbindet die Haltevorrichtung 15 das dortige erste Glied 8, 2.3 mit dem dortigen zweiten Glied 9, 2.4 starr, um das Gelenk 3 (Achse A3) dadurch drehmomentenfrei zu stellen.
Die Haltevorrichtung 15 ist in der Ausführung gemäß 4 also insoweit ausgebildet, allein das Gelenk 3 der Achse A3 drehmomentenfrei zu stellen, wobei die weiteren Gelenke 3 unbeachtet bleiben, d.h. nicht drehmomentenfrei gestellt werden. Dabei kann die Haltevorrichtung 15 eine erste Befestigungseinrichtung 16 aufweisen, welche das erste Glied 8, 2.3 starr mit der Haltevorrichtung 15 verbindet und eine zweite Befestigungseinrichtung 17 aufweisen, welche das zweite Glied 9, 2.4 starr mit der Haltevorrichtung 15 verbindet. Die Befestigungseinrichtungen 16, 17 können beispielsweise als die Glieder 8, 2.3 und 9, 2.4 jeweils umgreifende und einklemmende Spannschellen ausgebildet sein.
In der alternativen Ausführung gemäß 5 ist das Gelenk 3 der Achse A3 dadurch drehmomentenfrei gestellt, dass die Haltevorrichtung 15 das am Beginn der kinematischen Kette von abwechselnden Gliedern und Gelenken 3 angeordnete Glied 6, 2.1 mit der am Ende der kinematischen Kette angeordneten Last 13 starr verbindet, die fest mit dem Handflansch des Manipulators 1a verbunden ist.
In dieser Ausführung werden zumindest das dortige erste Glied 8, 2.3 und das dortige zweite Glied 9, 2.4, und gegebenenfalls weitere oder alle Glieder an der Haltevorrichtung 15 befestigt, so dass die jeweils dazwischen liegenden Gelenke 3 von außen arretiert sind und eventuell auftretende Momente allein über die Haltevorrichtung 15 abgeleitet werden und nicht über das Gelenk 3 der Achse A3.
In der alternativen Ausführung gemäß 6 ist die Haltevorrichtung 15 ausgebildet, wenigstens ein weiteres in der kinematischen Kette angeordnetes Glied 10, 2.5 starr verbunden zu halten. Hier wird also zusätzlich zu den Gliedern 8, 2.3 und 9, 2.4 ein drittes Glied 10, 2.5 starr mit der Haltevorrichtung 15 verbunden, indem auch dieses dritte Glied 10, 2.5 mittels einer eigenen Befestigungseinrichtung 18 an der Haltevorrichtung 15 starr befestigt ist.
In der weiteren alternativen Ausführung gemäß 7 erfolgt das Lagern des dortigen ersten Glieds 10, 2.5 und des dortigen zweiten Glieds 11, 2.6 in einem örtlich stabilen Zustand dadurch, dass wenigstens das dortige erste Glied 10, 2.5 und das dortige zweite Glied 11, 2.6 auf einer Plattform 19 abgelegt werden.
Die Plattform 19 kann generell eine starre Auflagefläche sein, auf welcher zumindest das erste Glied 10, 2.5 und das zweite Glied 11, 2.6 des Manipulatorarms 1a abgelegt werden kann. In dem beispielhaften Falle der 7 ist die Plattform 19 ein einfacher Tisch, auf den die Glieder 10, 2.5 und 11, 2.6 und die Last 13 des Manipulatorarms 1a abgelegt werden. Die Plattform 19 kann eine einzige Ebene aufweisen oder wie in 7 dargestellt mehrere, d.h. zwei stufenartige Ebenen aufweisen, die je nach konstruktiver Gestalt des Manipulatorarms 1a unterschiedlich angeordnet sein können.
Ergänzend kann die Plattform 19 wenigstens eine elastische Auflage 20a, 20b aufweisen, auf welcher zumindest das erste Glied 10, 2.5 und/oder das zweite Glied 11, 2.6 abgelegt wird. Die elastische Auflagen 20a, 20b können stellenweise oder, wie in 7 gezeigt, ganzflächig auf einer Oberseite der Plattform 19 aufgebracht sein.
In der weiteren alternativen Ausführung gemäß 8 erfolgt das Lagern des dortigen ersten Glieds 10, 2.5 und des dortigen zweiten Glieds 11, 2.6 in einem örtlich stabilen Zustand dadurch, dass das dortige erste Glied 10, 2.5 und das dortige zweite Glied 11, 2.6 durch Zugmittel 21a, 21b, 21c aufgehängt gelagert sind.
Das Zugmittel 21a, 21b, 21c kann ein oder mehrere Seile, Drähte, Litzen, Ketten und/oder ein oder mehrere Stangen umfassen, welche wie in 8 dargestellt an einem Stützrahmen 22 befestigt sind und von dort herunterhängen. All diese genannten Zugmittel 21a, 21b, 21c können auch in beliebigen Kombinationen zur Anwendung kommen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Zugmittel 21a, 21b, 21c um das Glied 10, 2.5 und 11, 2.6 und die Last 13 geschlungen, als Schlaufen ausgebildet, in welche das Glied 10, 2.5 und 11, 2.6 und die Last 13 eingehängt wird. Dabei kann das Glied 10, 2.5 und 11, 2.6 und die Last 13 vollständig in die Schlaufe eingeführt und darin aufgehängt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/083111 A1 [0002]
DE 102006004283 A1 [0003]
DE 10217019 C1 [0004]

Claims

Verfahren zum Nullpunktabgleichen eines Drehmomentsensors (4) an einem Manipulator (1, 1a), der mehrere über Gelenke (3) verbundene Glieder (2) aufweist, wobei wenigstens ein mittels eines Antriebs bewegliches Gelenk (3) ein erstes Glied (9, 2.4) des Manipulators (1, 1a) mit einem zweiten Glied (10, 2.5) des Manipulators (1, 1a) drehbar verbindet und an dieses Gelenk (3) wenigstens ein Drehmomentsensor (4) gekoppelt ist, welcher wenigstens einen drehmomentabhängigen Messwert liefert, aufweisend die folgenden Schritte: – Lagern des ersten Glieds (9, 2.4) und des zweiten Glieds (10, 2.5) in einem örtlich stabilen Zustand; – Antriebslosschalten zumindest des Antriebs desjenigen Gelenks (3), an welches der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist; – Öffnen einer gegebenenfalls vorhandenen, geschlossenen Bremse desjenigen Gelenks (3), an welches der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist; – anschließendes Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors (4), als Referenzwert eines drehmomentlosen Zustands des Gelenks.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem außer dem ersten Glied (9, 2.4) und dem zweiten Glied (10, 2.5) mindestens auch ein weiteres Glied (7, 2.2, 8, 2.3, 11, 2.6), insbesondere alle Glieder (7, 2.2, 8, 2.3, 9, 2.4, 10, 2.5, 11, 2.6) des Manipulators (1, 1a) in einem örtlich stabilen Zustand gelagert werden und ein Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes an jedem zwischen zwei örtlich stabil gelagerten Gliedern (7, 2.2, 8, 2.3, 9, 2.4, 10, 2.5, 11, 2.6) angeordneten Gelenk (3) separat erfolgt, an welchen Gelenken (3) ein jeweils abzugleichender Momentsensor (4) einzeln, insbesondere unabhängig angekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem nach einem Lagern des ersten Glieds (9, 2.4) und des zweiten Glieds (10, 2.5) in einem örtlich stabilen Zustand und vor einem Aufnehmen des drehmomentabhängigen Messwertes des abzugleichenden Momentsensors (4), als Referenzwert eines drehmomentlosen Zustands des Gelenks (3), ein gesteuertes Bewegen, insbesondere mehrfaches Reversieren zumindest desjenigen Antriebs erfolgt, der dasjenige Gelenk (3) antreibt, an dem der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Lagern des ersten Glieds (9, 2.4) und des zweiten Glieds (10, 2.5) in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgt, dass in einer kinematischen Kette mehrerer abwechselnder Glieder (2) und Gelenke (3) des Manipulators (1, 1a), zumindest das am Beginn der kinematischen Kette angeordnete Glied (2.1) ortsfest befestigt ist oder zumindest das bzw. mehrere demjenigen Gelenk (3), an dem der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist, in der kinematischen Kette vorgelagerte Glieder (2) ortsfest befestigt sind und wenigstens das demjenigen Gelenk (3), an dem der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist, in der kinematischen Kette unmittelbar nachgelagerte Glied (2) eine allein durch die Schwerkraft bestimmte hängende Position und/oder Lage einnimmt oder mehrere nachgelagerte Glieder (2) allein durch die Schwerkraft bestimmte hängende Positionen und/oder Lagen einnehmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Lagern des ersten Glieds (9, 2.4) und des zweiten Glieds (10, 2.5) in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgt, dass dasjenige Gelenk (3), an dem der abzugleichende Momentsensor (4) angekoppelt ist, durch eine das Gelenk (3) überbrückende, starre Haltevorrichtung (15) drehmomentenfrei gestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Gelenk (3) dadurch drehmomentenfrei gestellt ist, dass die Haltevorrichtung (15) das erste Glied (9, 2.4) mit dem zweiten Glied (10, 2.5) starr verbindet.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Gelenk (3) dadurch drehmomentenfrei gestellt ist, dass die Haltevorrichtung (15) das am Beginn der kinematischen Kette von abwechselnden Gliedern (2) und Gelenken (3) angeordnete Glied (2.1) mit dem am Ende der kinematischen Kette angeordnete Glied (12, 2.7) starr verbindet.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Haltevorrichtung (15) ausgebildet ist, wenigstens ein weiteres in der kinematischen Kette angeordnetes Glied (7, 2.2, 8, 2.3, 9, 2.4, 10, 2.5, 11, 2.6) starr verbunden zu halten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Lagern des ersten Glieds (9, 2.4) und des zweiten Glieds (10, 2.5) in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgt, dass wenigstens das erste Glied (9, 2.4) und das zweite Glied (10, 2.5) auf einer Plattform (19) abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Plattform (19) wenigstens eine elastische Auflage (20a, 20b) aufweist, auf welcher das erste Glied (9, 2.4) und/oder das zweite Glied (10, 2.5) abgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Lagern des ersten Glieds (9, 2.4) und des zweiten Glieds (10, 2.5) in einem örtlich stabilen Zustand dadurch erfolgt, dass wenigstens das erste Glied (9, 2.4) und das zweite Glied (10, 2.5) durch wenigstens ein Zugmittel (21a, 21b, 21c) aufgehängt gelagert sind.